2023-08-16
Дифракционное изображение удаленного точечного источника получено в фокальной плоскости объектива. Оценить, как изменится освещенность в центре изображения, если диаметр входной диафрагмы увеличить в два раза.
Решение:
Так как в центр изображения излучение от всех вторичных источников приходит в фазе, то амплитуда поля в этой точке пропорциональна площади волновой поверхности, открываемой диафрагмой. При увеличении диаметра входной диафрагмы в два раза площадь возрастает в четыре раза.
Учитывая, что интенсивность поля пропорциональна квадрату амплитуды, делаем вывод, что освещенность в центре картины увеличится приблизительно в 16 раз.
По-другому: при увеличении диаметра входной диафрагмы в два раза световая энергия, проходящая через объектив, увеличивается в четыре раза. Так как при этом угловой размер изображения уменьшается в два раза, то в четыре раза уменьшится площадь изображения. Поскольку большая часть энергии сосредоточена в центральном дифракционном максимуме, то освещенность в центре картины увеличится приблизительно в 16 раз.
Ответ: освещенность в центре изображения увеличится в $\approx$ 16 раз.